تصميم صب البوابة الرئيسية: تحسين التدفق من أجل صب حقن عالي الجودة

يُعد تصميم البوابة الرئيسية عنصراً حاسماً في صب الحقن، ويؤثر بشكل كبير على جودة القطعة، وكفاءة التصنيع، والاقتصاد الإنتاجي. وبما أن البوابة الرئيسية هي النقطة الأساسية التي يدخل منها البلاستيك المنصهر إلى تجويف القالب، يجب هندسة موقعها وحجمها ونوعها بعناية لتحقيق أفضل النتائج. وتُتخذ قرارات وضع البوابة بناءً على موازنة عوامل متعددة، مثل نمط التعبئة، ومواقع خطوط اللحام، وتوجّه الألياف في المواد المدعمة، والمتطلبات الجمالية. وتشمل الأنواع الشائعة للبوابات: بوابات الحافة، والتي تكون بسيطة وفعالة للقطع الكبيرة؛ والبوابات النفقية أو الغواصة، التي تنفصل تلقائيًا عن القطعة أثناء الدفع؛ والبوابات المباشرة من السبرو، المناسبة للقوالب أحادية التجويف للقطع الكبيرة والسميكة. وتستخدم أنظمة الرانر الساخن بوابات خاضعة للتحكم الحراري تحافظ على المادة في حالة منصهرة، مما يلغي هدر الرانر ويتيح مرونة أكبر في تحديد مواقع البوابات. ويجب حساب أبعاد المقطع العرضي للبوابة بدقة بناءً على لزوجة المادة، وسماكة القطعة، وطول التدفق، لضمان انتقال كافٍ لضغط التعبئة، مع تجنّب التسخين القصي المفرط الذي قد يؤدي إلى تدهور خواص المادة. كما يؤثر تصميم البوابة على مظهر الأثر المتبقي للبوابة (vestige)، والذي يجب تقليله إلى أدنى حد على الأسطح الجمالية أو إخفاؤه استراتيجياً في المناطق غير الحرجة. وفي القوالب متعددة التجاويف، تضمن أنظمة الرانر المتوازنة مع بوابات ذات مقاس مناسب التعبئة الموحّدة عبر جميع التجاويف. ويشمل التصميم المتقدم للبوابة استخدام برامج المحاكاة للتنبؤ بتقدم جبهة التدفق، وانخفاض الضغط، وتوزيع درجة الحرارة، مما يمكن المهندسين من تحسين معايير البوابة قبل تصنيع القالب. كما تؤثر البوابة على زمن دورة الصب، إذ قد تتطلب البوابات الأكبر فترات تبريد أطول قبل دفع القطعة. وتشمل اعتبارات الصيانة تآكل البوابة مع مرور الوقت، خاصة عند استخدام مواد كاشطة، مما يستدعي استخدام مواد مناسبة لأجزاء البوابة وتصميمات ملائمة. وتتحقق البوابة الرئيسية المصممة جيداً من التوازن الدقيق بين التعبئة السريعة، والتغليف الكافي، وتقليل الإجهادات، والمظهر الجمالي المقبول، مما يؤثر مباشرةً على ربحية عملية الصب.